1 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室， 广西 桂林 541004
2 成都华微电子科技有限公司， 成都 610041
为满足不同速率的串行收发数据采样需求，基于可重构电荷泵阵列设计了一种低抖动宽带锁相环时钟。根据锁相环倍频系数，自适应匹配电荷泵阵列输出电流，实现了较宽频率变换的低抖动输出时钟。锁相环时钟采用40 nm CMOS工艺设计，面积为367.227*569.344 μm2。测试结果表明，锁相环调谐范围为1~4 GHz，输出时钟均方根抖动为3.01 ps@1.25 GHz和3.98 ps@4 GHz，峰峰值抖动小于0.1UI。
可重构电荷泵 可重构分频器 自偏置锁相环 reconfigurable charge pump reconfigurable frequency divider self-biased phase locked loop
1 桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室， 广西 桂林 541004
2 中国电子科技集团公司 第三十四研究所， 广西 桂林 541004
3 复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室， 上海 200433
采用SANAN公司的0.25 μm E-Mode pHEMT工艺，基于ADS仿真，设计了一款工作频率为2.0~4.2 GHz的两级级联的宽带LNA芯片。芯片采用电阻偏压的方式，实现了3.3 V单电源供电。同时，设计了一种改进型的RLC并联负反馈结构，实现了宽带匹配。仿真结果表明，该LNA在2.0~4.2 GHz频段内，最大增益为30.9 dB，增益平坦度为±0.6 dB左右，输入回波损耗小于-9 dB，输出回波损耗小于-12 dB；噪声系数为(1.2±0.14) dB；系统稳定性因子K在全频带内大于2.8；芯片面积为0.78 mm×2.2 mm。
低噪声放大器 自偏置 负反馈 low noise amplifier self bias ADS ADS negative feedback GaAs GaAs
中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
设计了一种标准CMOS工艺下抗总剂量辐射(TID)的带隙基准电压源。分析了传统结构在辐射环境下的固有缺陷。利用二极管正向导通电压受电流影响较小的特性,提高了带隙基准电压源的抗总剂量辐射能力。该基准电压源包含启动电路、基准核和自偏置电路。将基准电压源用于12位100 kS/s采样率A/D转换器的一个单元,进行了流片和测试。结果表明,经总剂量辐射试验后,该基准电压源的输出电压变化较小。在-55 ℃~125 ℃范围内,辐射前的温度系数为1.53×10-5/℃,辐射后的温度系数为1.71×10-5/℃。
带隙基准源 抗总剂量辐射 二极管 自偏置 bandgap reference source anti-TID radiation diode self-bias
随着CMOS图像传感器(CIS)向片上系统化、高度集成化方向发展, 片内锁相环(PLL)成为系统不可或缺的片上时钟模块, 而高速高集成的CIS对PLL的高频时钟输出能力提出了新的挑战。介绍了一种基于0.13μm CIS工艺设计的电荷泵PLL模块, 该模块工作于1.5V电压, 利于控制功耗; 具备压控振荡器(VCO)电流自偏置和自校准技术, 可提供最高频率为480MHz的输出信号和更好的噪声性能; 多种输入输出倍频可选功能使其能够满足多样化的片上时钟生成需求, 提高可复用性。仿真结果表明, 当实现12倍频且输出频率为480MHz时, 该PLL模块输出信号的均方根周期抖动为837fs, 功耗为2.817mW, 满足高速CIS对时钟速度的需求, 同时保证了输出时钟的低噪声和模块本身的低功耗。
高速CMOS图像传感器 锁相环 压控振荡器自偏置 压控振荡器自校准 high-speed CMOS image sensor phase-locked loop VCO self-biasing VCO self-calibration
电子科技大学 电子工程学院, 四川 成都 611731
自偏置锁相环电路结构自提出以来便受到了极大的关注, 人们普遍认为其可以改善锁相环的相位噪声。为了验证这种结构能否改善传统锁相环电路的相位噪声性能, 根据锁相环的基本理论设计并实现了一种可进行重新配置的锁相环电路结构, 电路中的锁相环结构可以在传统锁相环、自偏置锁相环和普通偏置锁相环之间进行切换。使用信号源分析仪分别测试得到了这3种结构的相位噪声性能：自偏置锁相环的带内相位噪声比普通锁相环恶化了约6 dB, 而采用普通偏置锁相环使环路等效分频比减小5的相位噪声比普通锁相环改善了约14 dB。理论与测试结果均表明, 自偏置锁相环和普通锁相环相比, 环路反馈回路中的分频比并没有有效降低, 因此自偏置锁相环的相位噪声性能并没有得到改善。
锁相环 相位噪声 自偏置 环路等效分频比 Phase-Locked Loop phase noise self-offset loop equivalent frequency dividing-ratio 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 421
1 中国科学院空间科学与应用研究中心 微波遥感重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
3 南京电子器件研究所 微波毫米波模块电路事业部,江苏 南京 210016
结合国内现有的加工工艺水平, 提出自偏置条件下的反向并联二极管对电路结构.不但解决了三倍频器偏置电路加工的难题, 而且可以有效实现奇次倍频.同时, 利用HFSS和ADS软件, 以场路结合的方式准确模拟三倍频器的电特性, 考虑到寄生参数引入的影响.设计完成以后, 器件加工以及电装过程均在国内完成.测试结果表明在221GHz处, 有最大输出功率3.1mW, 在219～227GHz频率范围内输出功率均大于2mW.以上研究为今后设计高效率亚毫米波倍频器提供重要的参考价值.
三倍频器 变容二极管 自偏置 阻抗匹配 tripler varactor diode self-bias impedance matching
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都610054
基于厚度为10 μm的钡铁氧体薄膜设计，制备了共面波导结构的毫米波薄膜环行器.这种薄膜环行器不需要外加磁体，在34 GHz和37.6 GHz显示出环行特性，其非互易效应大于15 dB.结果表明，采用共面波导结构可以实现薄膜环行器.这种薄膜环行器具有和单片微波集成电路集成的潜在应用.
环行器 铁氧体薄膜 自偏置 共面波导 circulators ferrite films self-biased coplanar waveguide
